Die Diagnose der APL basiert in erster Linie auf dem peripheren Blutbild und dem Knochenmarkaspirat, aber zytogenetische Untersuchungen zeigen, dass die große Mehrheit der Patienten mit APL eine balancierte Translokation zwischen den Chromosomen 15 und 17 (t[15,17]) aufweist.
Die Bruchpunkte für diese Translokation sind in zwei Regionen auf Chromosom 15 und einer einzigen Region auf 17 hoch konserviert. Der Bruchpunkt auf 15 unterbricht ein Gen namens pml, das für ein Protein kodiert, bei dem es sich wahrscheinlich um einen Transkriptionsfaktor handelt. Die Bruchstelle auf Chromosom 17 unterbricht das Gen für den Retinsäure-Rezeptor-alpha, einen Kernrezeptor (Teil der Steroid-Schilddrüsen-Superfamilie).
t[15,17] führt zu einem Hybridprotein PML/RAR, das die Differenzierung des Promyelozyten blockiert. Der genaue Mechanismus ist unklar, aber höchstwahrscheinlich ist er auf eine Veränderung der PML-Wirkung zurückzuführen. Dies wird durch Immunfluoreszenzstudien gestützt, die zeigen, dass die nukleäre Organisation von PML/RAR anders ist als die von PML. Es wird daher vermutet, dass die genaue Position der Transkriptionsfaktoren im Zellkern ihre Funktion beeinflusst, und zwar in dem Maße, dass die Zelldifferenzierung blockiert wird.
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